CN111205251B - 手性配体(3s,4s)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为手性过渡金属催化剂领域,涉及一种手性过渡金属催化剂中间体(3S,4S)‑2,5‑二氧四氢呋喃‑3,4‑双氨基甲酸苄基酯的制备方法,以内消旋‑2,3‑二溴丁二酸作为原料,在酸催化下通过酯化反应生成二酯(Ⅰ),化合物(Ⅰ)与胺通过亲核取代反应得到化合物(Ⅱ),化合物(Ⅱ)在三氟乙酸的作用下发生脱除反应得到氨基二酯(Ⅲ),化合物(Ⅲ)与酰氯通过酰基化反应得到酰胺(Ⅳ),化合物(Ⅳ)的酯基在碱性条件下水解为酸(Ⅴ),最后化合物(Ⅴ)分子内脱水得到手性过渡金属催化剂中间体,本发明为手性过渡金属催化剂中间体提供一个简便的工业化生产路线,反应操作简单,避免了使用价格昂贵的钯试剂,成本较低。
Description
技术领域
本发明为手性过渡金属催化剂领域,具体涉及(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法。
背景技术
烯烃的氧化反应,尤其是立体选择性氧化是一种重要的有机反应,在有机合成中有着广泛的应用;硫化物可以氧化为手性亚砜,而具有光学活性的亚砜-如甲基对甲苯砜,是合成很多天然产物的通用底物,烯烃和硫化物的这些立体选择性氧化反应都需要用到手性过渡金属催化剂配体,其中(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯作为一种手性过渡金属催化剂的重要配体。
其合成工艺的开发工作值得化学工作者研究。
查阅该化合物合成方法中,其中Journal of the Chinese Chemical Society;vol.42;nb.5;(1995);p.847-860报道:
该文献以内消旋-2,3-二溴丁二酸为起始原料,经过亲核取代反应生成2,3-二苄基胺1,4-丁二酸,然后经过钯碳脱去苄基得到2,3-二氨基-1,4丁二酸,氨基酸通过酰基化反应得到酰胺,最后两分子酸发生分子内脱水得到酸酐。
该路线的缺点在于:中间体苄胺酸和氨基酸在各种溶剂中溶解性都很差,反应过程中不易提取,且不易参加下一步反应,苄胺酸脱保护反应使用醋酸-盐酸作为溶剂,必须使用价格昂贵的钯试剂,成本较高,不利于工业化。
为了解决目前文献中存在的问题,寻求一种更简单、方便的合成方法,并降低生产成本,我们对化合物的合成步骤进一步的研究,找到一个适用于工业化生产的路线,更利于放大生产。
发明内容
目的:为了克服现有技术中存在的不足,本发明提供一种(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,以内消旋-2,3-二溴丁二酸作为原料,首先在酸催化下通过酯化反应生成化合物(Ⅰ),化合物(Ⅰ)与胺通过亲核取代反应得到化合物(Ⅱ),化合物(Ⅱ)在三氟乙酸的作用下发生脱除反应得到化合物(Ⅲ),化合物(Ⅲ)与酰氯通过酰基化反应得到酰胺(Ⅳ),化合物(Ⅳ)水解得到(Ⅴ),最后化合物(Ⅴ)通过分子内脱水得到酸酐(Ⅵ)。
本发明为(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯提供了新的制备方法,反应操作简单,条件比较温和,成本较低,收率较高,能够实现稳定的工业化生产制备。
技术方案:为解决上述技术问题,本发明采用的技术方案为:
一种化合物,所述化合物为手性过渡金属催化剂中间体,所述化合物为(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯,化学结构式如下:
一种(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,步骤如下:以内消旋-2,3-二溴丁二酸作为原料,首先在酸催化下通过酯化反应生成化合物(Ⅰ),化合物(Ⅰ)与胺通过亲核取代反应得到化合物(Ⅱ),化合物(Ⅱ)在三氟乙酸的作用下发生脱除反应得到化合物(Ⅲ),化合物(Ⅲ)与酰氯通过酰基化反应得到酰胺(Ⅳ),化合物(Ⅳ)水解得到(Ⅴ),最后化合物(Ⅴ)通过分子内脱水得到酸酐(Ⅵ)。
合成路线如下:
其中R为甲基、乙基、叔丁基等。
进一步的,具体包括以下步骤:
步骤1)以内消旋-2,3-二溴丁二酸为原料,在酸性条件下,通过与醇的酯化反应得到化合物Ⅰ;
步骤2)化合物Ⅰ与烷基胺在碱的作用下过亲核取代反应得到化合物Ⅱ;
步骤3)化合物Ⅱ在三氟乙酸的作用下发生脱除反应得到化合物Ⅲ;
步骤4)化合物Ⅲ与酰氯在碱性条件下通过酰基化反应得到化合物Ⅳ;
步骤5)化合物Ⅳ在碱性条件下水解得到化合物Ⅴ;
步骤6)化合物Ⅴ发生分子内脱水得到Ⅵ,即得(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯。
进一步的,步骤1)中,所用酸为氯化氢、硫酸、氯化亚砜中的一种。反应温度为25℃,反应时间为1-2h。
进一步的,步骤2)中,反应溶剂为DCM、DMF、乙醇中的一种或多种;所用碱为三乙胺、氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾中的一种或多种;反应温度为20-25℃,反应时间3-5h。
进一步的,步骤3)中,反应温度为50-80℃,反应时间为1-2h。
进一步的,步骤4)中,所用碱为三乙胺、氢氧化钠、碳酸氢钠中的一种或多种;所用溶剂为THF、DCM、丙酮中的一种或多种;反应温度为0-20℃,反应时间为1-2h。
进一步的,步骤5)中,反应溶剂为水、甲醇、乙醇中的一种或多种;所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾中的一种;反应温度为25-35℃,反应时间为1-3h。
进一步的,步骤6)中,脱水试剂为乙酸酐,反应温度为80-100℃,反应时间为1-3h。
本发明的有益效果:本发明提供的(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,操作简单,成本较低有利于工业化生产,具体表现为以下方面:反应简单、方便,反应条件比较温和,反应收率较高,成本较低,第一步先将酸转化为酯解决了文献中氨基酸溶解性差的问题,操作简便、收率提高且避免了副反应,使用对甲氧基苄胺取代了苄胺,在下一步氨基脱保护时避免使用钯碳,不仅降低了成本,而且简化了操作,这对于研发(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法并放大化生产,具有重要意义。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明作更进一步的说明。
缩略语对照表
DCM | 二氯甲烷 |
<sup>1</sup>H-NMR | 核磁共振氢谱 |
TLC | 薄层色谱分析法 |
CDCl<sub>3</sub> | 氯仿 |
THF | 四氢呋喃 |
Acetone | 丙酮 |
一种化合物,所述化合物为(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯,化学结构式如下:
制备方法如下:以内消旋-2,3-二溴丁二酸作为原料,首先在酸催化下通过酯化反应生成化合物(Ⅰ),化合物(Ⅰ)与胺通过亲核取代反应得到化合物(Ⅱ),化合物(Ⅱ)在三氟乙酸的作用下发生脱除反应得到化合物(Ⅲ),化合物(Ⅲ)与酰氯通过酰基化反应得到酰胺(Ⅳ),化合物(Ⅳ)水解得到(Ⅴ),最后化合物(Ⅴ)通过分子内脱水得到酸酐(Ⅵ)。
合成路线如下:
其中R为甲基、乙基、叔丁基等。
实施例一:
将内消旋-2,3-二溴丁二酸(27.5g,1eq)和甲醇(250mL)中加入到反应瓶中,然后缓慢滴加氯化亚砜(23.6g,2.5eq),滴加完毕,室温反应2h,减压浓缩,得到化合物Ⅰ内消旋-2,3-二溴丁二酸甲酯29.7g(收率98%)。1H-NMR(CDCl3)δ4.69(s,2H),3.86(s,6H)。
实施例二:
将对甲氧基苄基胺(20g,1.5eq)加入到化合物Ⅰ(29.6g,1eq)的DCM(200mL)溶液中,冰水冷却下,加入三乙胺(19.6g,2eq),室温搅拌3h,反应完毕后加入水(100g)搅拌,然后加入DCM(200mL)萃取,合并有机相,无水硫酸镁干燥,减压浓缩得到38.5g化合物Ⅱ(收率95%)。1H-NMR(CDCl3)δ4.21(d,2H),3.66(s,6H),3.83(m,6H),2.20(s,2H),,1.71(d,4H),6.59-6.88(m,8H)。
实施例三:
往反应瓶中加入化合物Ⅱ(38.5g,1eq),三氟乙酸(26.4g,2.5eq),加热到80℃反应2h,LC原料消失,冷却到室温,浓缩,乙酸乙酯和正己烷打浆,过滤,滤液用2M氢氧化钠溶液调节pH=10,析出固体,过滤,将固体真空干燥得到15.6g化合物Ⅲ(收率96%)。1H-NMR(CDCl3)δ3.83(s,6H),2.10(s,2H),4.86(m,4H)。
实施例四:
在反应瓶中加入化合物Ⅲ(15.5g,1eq),三乙胺(20g,2.2eq)和THF(150mL),在0℃滴加氯甲酸苄酯(1.5eq),滴加完毕后20℃反应5h,冷却,加入100g水,100mL***萃取两次,水相用盐酸调节pH=2-3,放置过夜,过滤,将固体真空干燥得到40g化合物Ⅳ(收率93%)。1H-NMR(CDCl3)δ7.35(s,10H),5.84(d,2H),5.13(s,4H),4.95(d,2H),3.75(s,6H)。
实施例五:
将化合物Ⅳ(40g)溶解在甲醇(100mL)中、氢氧化钠(8g,2.2eq),10g水加入反应瓶中,升温到35℃搅拌1h,TLC原料消失,DCM(200mL)萃取,水相用盐酸调节pH=2-3,放置过夜,过滤,将固体真空干燥得到37g化合物Ⅴ。(收率99%)。1H-NMR(CDCl3)δ5.69(s,4H),5.41(d,2H),7.38-7.47(m,10H),5.03(d,2H),2.6(s,2H)。
实施例六:
将化合物Ⅴ(37g),乙酸酐(300mL)加入反应瓶中,80℃反应1h,冷却,浓缩,得到粗品,将粗品加入氯仿中搅拌,过滤,滤液中加入正己烷结晶得到32g(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯(收率90%)。1H-NMR(Acetone)δ5.09(d,2H),5.70(s,4H),7.35-7.47(m,10H),8.08(d,2H)。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出:对于本技术领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,其特征在于,所述(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯化学结构式如下:
所述制备方法步骤如下:以内消旋-2,3-二溴丁二酸作为原料,首先在酸催化下通过酯化反应生成化合物Ⅰ,化合物Ⅰ与胺通过亲核取代反应得到化合物Ⅱ,化合物Ⅱ在三氟乙酸的作用下发生脱除反应得到化合物Ⅲ,化合物Ⅲ与酰氯通过酰基化反应得到化合物Ⅳ,化合物Ⅳ的酯基在碱性条件下水解为化合物Ⅴ - ,最后化合物Ⅴ分子内脱水得到化合物Ⅵ(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯;
合成路线如下:
其中R为甲基、乙基或叔丁基。
2.根据权利要求1所述(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,其特征在于,具体包括以下步骤:
步骤1)以内消旋-2,3-二溴丁二酸为原料,在酸性条件下,通过与醇的酯化反应得到化合物Ⅰ;
步骤2)化合物Ⅰ与烷基胺在碱的作用下通过亲核取代反应得到化合物Ⅱ;
步骤3)化合物Ⅱ在三氟乙酸的作用下发生脱除反应得到化合物Ⅲ;
步骤4)化合物Ⅲ与在碱性条件下与酰氯通过酰基化反应得到化合物Ⅳ;
步骤5)化合物Ⅳ在碱性条件下水解得到化合物Ⅴ;
步骤6)化合物Ⅴ发生分子内脱水得到化合物Ⅵ,即得(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯。
3.根据权利要求2所述(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,其特征在于:步骤1)中,所用酸为氯化氢、硫酸、氯化亚砜中的一种。
4.根据权利要求2所述(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,其特征在于:步骤1)中,反应温度为25℃,反应时间为1-2h。
5.根据权利要求2所述(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,其特征在于:步骤2)中,反应溶剂为DCM、DMF、乙醇中的一种或多种;所用碱为三乙胺、氢氧化钠、碳酸氢钠、氢氧化钾中的一种或多种;反应温度为20-25℃,反应时间3-5h。
6.根据权利要求2所述(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,其特征在于:步骤3)中,反应温度为50-80℃,反应时间为1-2h。
7.根据权利要求2所述(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,其特征在于:步骤4)中,所用碱为三乙胺、氢氧化钠、碳酸氢钠中的一种或多种;所用溶剂为THF、DCM、丙酮中的一种或多种;反应温度为0-20℃,反应时间为1-2h。
8.根据权利要求2所述(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,其特征在于:步骤5)中,反应溶剂为水、甲醇、乙醇中的一种或多种;所用碱为氢氧化钠、氢氧化钾、氢氧化锂中的一种;反应温度为25-35℃,反应时间为1-3h。
9.根据权利要求2所述(3S,4S)-2,5-二氧四氢呋喃-3,4-双氨基甲酸苄基酯的制备方法,其特征在于:步骤6)中,脱水试剂为乙酸酐,反应温度为80-100℃,反应时间为1-3h。
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